且在装配过程中，对工作台主轴I在0.0lmm数量级上的微小位移调整也是极其困难的，所以本发明单独设计了主轴静压套3，只要保证主轴静压套3的面B与定心静压轴套7间隙在0.03-0.04mm的范围内即可，为了达到这个要求，一方面要控制好对主轴静压套3的加工精度，使其满足设计要求；另一方面在装配主轴静压套3的过程中，还要保证装配精度。上述两点要求对于体积相对小、质量相对轻的主轴静压套3而言，都是较为容易实现的。为了提高主轴静压套3的使用寿命和耐磨性，本发明采用双金属的工艺设计，即采用35号结构钢作为主轴静压套3的本体，在需要和油膜接触的内表面，通过浇铸工艺增加了一层巴士合金。
[0035]实施例2:
如图3，一种用于自适应调节静压支撑装置的油膜厚度检测系统，它包括控制器13，控制器13通过信号线与变频电机14相连，变频电机14通过信号线与多头栗15相连，多头栗15与供油通道的主供油口 9相连控制轴向供油管路10和径向供油管路11的油液供给，进而控制静压导轨16的油膜厚度，静压导轨16的顶部设置有工作台17，工作台17安装在工作台主轴I的顶面，在工作台17上安装有电涡流位移传感器18，电涡流位移传感器18的信号输出端与控制器13信号输入端相连。
[0036]实施例3:
如图4，为了实现对油膜厚度的实时监测和控制，本发明利用电涡流位移传感器，实时监测工作台面在轴向位移的变化情况，一种采用油膜厚度检测系统控制自适应调节静压支撑装置油膜厚度的方法，首先，通过电涡流位移传感器18实时监测工作台17轴向位移的变化情况，工作台主轴I每转45°，电涡流位移传感器18读取位移量一次，每转360°就会读取8次位移信号，取8次信号的平均值，将平均值作为工作台的下降量，将下降量反馈到信号输入端，控制器生成变频电机的驱动信号，从而改变电机转速，进而改变多头栗的流量，控制供油通道的供油量，进而调节油膜厚度，经过不断反复的反馈调整后使得油膜厚度处于理想的状态，形成一个完整的闭环控制系统。
[0037]详细的控制流程为:油膜的测量采用高精度的电涡流位移传感器18，测量到位移的变化A h之后将输出模拟量电流信号i，并把信号传递给控制器，由控制器将信号转化为多头栗电机的驱动信号U，继而改变电机的转速ω，多头栗接得到变频电机的转速信号后，相应的调节多头栗的流量Q，静压导轨产生相应的液压抵消施加在工作台上的载荷△ W，最后使得油膜厚度在最优范围之内，形成一个完整的闭环控制系统模型。
[0038]本发明的具体工作过程和工作原理为:
静压回转工作台主要包括转动体组件和固定体组件两部分，其中，转动体组件包括:工作台主轴、蜗轮、主轴静压套、端面导轨；固定体组件包括:工作台底座、静压油腔块、定心静压轴套。为了实现油膜厚度根据负载变化智能调节，通过安装电涡流位移传感器实时监测工作台面的位移变化，这里工作台面位移的变化就间接反映了油膜厚度的变化，将传感器采集到的位移变化信号作为控制系统的输入信号，由控制系统发出指令调节油栗电机的转速，即调节油栗的输出流量，直至受载荷变化的油膜厚度恢复到设计值，经过上述闭环控制实现油膜厚度随载荷变化的自适应调节。
[0039]工作台回转动作的动力源是电机，电机带动蜗杆转动，蜗杆通过与蜗轮啮合带动蜗轮转动，蜗轮与工作台主轴固定连接，实现工作台的回转运动;对转动组件的支撑分为径向和轴向两个方向的支撑，在轴向方向上，静压油腔块与端面导轨之间的静压油膜对回转工作台的转动组件起到了轴向支撑作用，其中端面导轨是固定在蜗轮上面并随其一起转动的，在圆周方向均匀分布12块扇形静压油腔块固定在工作台底座上，是固定不动的；在径向方向上，以定心静压轴套作为轴向中心的定位基准，固定在工作台主轴上的主轴静压套与定心静压轴套之间留有0.03-0.04mm的间隙，因为在这个范围内的油膜厚度才能保证对工作台转动组件的径向支撑最稳定，但是对于大型工作台而言，从制造和装配方面，要控制这个间隙值是非常困难的，如果没有本发明中单独设计的主轴静压套，为了保证上述间隙值，一方面要精确控制外径2.5米的工作台主轴内孔加工精度，除此之外，在装配的时候还要对重达将近8吨重的工作台主轴的精确定位，只有做到上述两点才能非常精准的控制油膜间隙在0.03-0.04mm的范围内，显然要做到上述两点，是非常困难的。因此本发明单独设计了一个定心静压轴套，它是安装在工作台主轴上的，直径只有1.45米，重量只有1.5吨，这样就可以通过对定心静压轴套的制造和装配进行控制，进而满足油膜间隙的设计要求，相比传统的方式，通过这种结构设计的改进，大大地降低了制造和装配难度，也提高了整个转台的精度。
[0040]结合附图对发明的实施方式作了详细说明，但是发明并不限于上述实施方式。技术人员均可在不违背发明的创新点及操作步骤，在权利要求保护范围内，对上述实施例进行修改。发明的保护范围，应如发明的权利要求书覆盖。
【主权项】
1.大型回转工作台自适应调节静压支撑装置，它包括工作台主轴(I)，工作台主轴(I)上固定安装有蜗轮(2)，蜗轮(2)与蜗杆(8)构成蜗轮蜗杆传动，其特征在于:蜗轮(2)的下侧端面固定安装有端面导轨(4)，主轴静压套(3)通过螺钉与工作台主轴(I)连接，端面导轨(4)与静压油腔块(6)相配合，静压油腔块(6)固定安装在工作台底座(5)上，工作台底座(5)与地基固定相连，工作台底座(5)的中心固定安装有定心静压轴套(7)，定心静压轴套(7)与主轴静压套(3)相配合;所述定心静压轴套(7)内部加工有供油通道，供油通道与供油系统相连。2.根据权利要求1所述的大型回转工作台自适应调节静压支撑装置，其特征在于:所述供油通道包括主供油口(9)，主供油口(9)加工在定心静压轴套(7)上，主供油口(9)与主供油管道相连通，主供油通道上依次连通有轴向供油管路(10)和径向供油管路(11)。3.根据权利要求1所述的大型回转工作台自适应调节静压支撑装置，其特征在于:所述静压油腔块(6)采用扇形结构，共有12块，通过螺钉均布安装在工作台底座(5)的上端面。4.根据权利要求1所述的大型回转工作台自适应调节静压支撑装置，其特征在于:所述端面导轨(4)与静压油腔块(6)之间通过轴向供油管路(10)通入液压油对端面导轨(4)及回转部件进行轴向支撑，其间隙为0.03-0.04mm。5.根据权利要求1所述的大型回转工作台自适应调节静压支撑装置，其特征在于:所述主轴静压套(3)和定心静压轴套(7)的配合面通过径向供油管路(11)通入液压油对主轴静压套(3)及回转部件进行径向支撑，其间隙为0.03-0.04_。6.根据权利要求1所述的大型回转工作台自适应调节静压支撑装置，其特征在于:所述主轴静压套(3)的主体采用35号结构钢，主轴静压套(3)与定心静压轴套(7)相配合的面浇铸一层巴士合金(12)。7.—种用于权利要求1-6任意一项自适应调节静压支撑装置的油膜厚度检测系统，其特征在于:它包括控制器(13)，控制器(13)通过信号线与变频电机(14)相连，变频电机(14)通过信号线与多头栗(15)相连，多头栗(15)与供油通道的主供油口(9)相连控制轴向供油管路(10)和径向供油管路(11)的油液供给，进而控制静压导轨(16)的油膜厚度，静压导轨(16)的顶部设置有工作台(17)，工作台(17)安装在工作台主轴(I)的顶面，在工作台(17)上安装有电涡流位移传感器(18)，电涡流位移传感器(18)的信号输出端与控制器(13)信号输入端相连。8.—种采用权利要求7所述的油膜厚度检测系统控制权利1-6任意一项自适应调节静压支撑装置油膜厚度的方法，其特征在于:首先，通过电涡流位移传感器(18)实时监测工作台(17)轴向位移的变化情况，工作台主轴(I)每转45°，电涡流位移传感器(18)读取位移量一次，每转360°就会读取8次位移信号，取8次信号的平均值，将平均值作为工作台的下降量，将下降量反馈到信号输入端，控制器生成变频电机的驱动信号，从而改变电机转速，进而改变多头栗的流量，控制供油通道的供油量，进而调节油膜厚度，经过不断反复的反馈调整后使得油膜厚度处于理想的状态，形成一个完整的闭环控制系统。
【专利摘要】本发明涉及大型回转工作台自适应调节静压支撑装置和油膜厚度控制系统及方法，它包括工作台主轴，工作台主轴上固定安装有蜗轮，蜗轮与蜗杆构成蜗轮蜗杆传动，蜗轮的下侧端面固定安装有端面导轨，主轴静压套通过螺钉与工作台主轴连接，端面导轨与静压油腔块相配合，静压油腔块固定安装在工作台底座上，工作台底座与地基固定相连，工作台底座的中心固定安装有定心静压轴套，定心静压轴套与主轴静压套相配合；所述定心静压轴套内部加工有供油通道，供油通道与供油系统相连。一方面满足工作台主轴与定心静压轴套之间微小间隙的苛刻要求；另一方面实现对静压油膜厚度的智能控制。
【IPC分类】B23Q11/00, B23Q1/38
【公开号】CN105690111
【申请号】CN201610215551
【发明人】唐兆庆, 吴震宇, 王伟, 丁国龙, 严双平
【申请人】宜昌长机科技有限责任公司
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2016年4月8日